Java实现交换排序之快速排序
2016-04-15 16:11
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一:快速排序的基本思想
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进,它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是:
1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。
二:快速排序Java实现代码
public static int[] quickSort(int[] arr, int low, int heigh) {
if(low < heigh)
{
int division = partition(arr, low, heigh);
quickSort(arr, low, division - 1);
quickSort(arr, division + 1, heigh);
}
return arr;
}
// 分水岭,基位,左边的都比这个位置小,右边的都大
private static int partition(int[] arr, int low, int heigh) {
int base = arr[low]; //用子表的第一个记录做枢轴(分水岭)记录
while (low < heigh)
{
//更改下面两个while循环中的<=和>=,即可获取到从大到小排列
//从表的两端交替向中间扫描,从小到大排列
while (low < heigh && arr[heigh] >= base)
{
heigh--;
}
// 如果高位小于base,base 赋值给 当前 heigh 位,base 挪到(互换)到了这里,heigh位右边的都比base大
swap(arr, heigh, low);
while(low < heigh && arr[low] <= base)
{
low++;
}
// 如果低位大有base,
swap(arr, heigh, low);
}
//现在low=heigh
return low;
}
//交换大小
private static void swap(int[] arr, int heigh, int low) {
int temp = arr[heigh];
arr[heigh] = arr[low];
arr[low] = temp;
}
三:快速排序的性能
时间复杂度:O(nlogn),最坏的情况下为O(n^2)
空间复杂度:O(1)
稳定性:不稳定
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进,它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是:
1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。
二:快速排序Java实现代码
public static int[] quickSort(int[] arr, int low, int heigh) {
if(low < heigh)
{
int division = partition(arr, low, heigh);
quickSort(arr, low, division - 1);
quickSort(arr, division + 1, heigh);
}
return arr;
}
// 分水岭,基位,左边的都比这个位置小,右边的都大
private static int partition(int[] arr, int low, int heigh) {
int base = arr[low]; //用子表的第一个记录做枢轴(分水岭)记录
while (low < heigh)
{
//更改下面两个while循环中的<=和>=,即可获取到从大到小排列
//从表的两端交替向中间扫描,从小到大排列
while (low < heigh && arr[heigh] >= base)
{
heigh--;
}
// 如果高位小于base,base 赋值给 当前 heigh 位,base 挪到(互换)到了这里,heigh位右边的都比base大
swap(arr, heigh, low);
while(low < heigh && arr[low] <= base)
{
low++;
}
// 如果低位大有base,
swap(arr, heigh, low);
}
//现在low=heigh
return low;
}
//交换大小
private static void swap(int[] arr, int heigh, int low) {
int temp = arr[heigh];
arr[heigh] = arr[low];
arr[low] = temp;
}
三:快速排序的性能
时间复杂度:O(nlogn),最坏的情况下为O(n^2)
空间复杂度:O(1)
稳定性:不稳定
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